JP6281115B2 - Motor driving method, motor driving apparatus and brushless motor - Google Patents

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Description

本発明は、モータの電源ラインに例えば大きなノイズなどが印加されて電源電圧が上昇し過電圧となった場合にその過電圧による影響を抑制するようにモータを駆動するモータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータに関する。   The present invention relates to a motor driving method, a motor driving device, and a brushless method for driving a motor so as to suppress the influence of the overvoltage when a large noise or the like is applied to the power supply line of the motor and the power supply voltage rises to become an overvoltage. It relates to the motor.

自動車などは、搭載したバッテリが搭載機器の電源となる。車両は多くの機器を搭載しており、例えば走行中にはこれらの機器が状況に応じて動作する。このため、車載バッテリの電源電圧は一般の電気機器の電源に比べて大きく変動する。さらに、エンジン駆動中に何らかの原因で車載バッテリが遮断されると、ロードダンプと呼ばれる過渡現象が生じ、電源ラインに高電圧が発生することが知られている。   In automobiles, the mounted battery is the power source for the mounted equipment. The vehicle is equipped with many devices. For example, these devices operate in accordance with the situation during traveling. For this reason, the power supply voltage of the vehicle-mounted battery varies greatly compared to the power supply of a general electric device. Further, it is known that when an in-vehicle battery is cut off for some reason while the engine is driven, a transient phenomenon called a load dump occurs and a high voltage is generated in the power supply line.

このため、従来、車載バッテリの電源ラインに重畳したサージなどの過電圧から車載の機器を保護する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような従来の技術は、電源ラインにサージが発生した場合に、サージが所定電圧以上の間、制御手段がブロアモータ回路を通電状態に制御するように構成されている。これによって、サージがブロアモータ回路に流れて吸収される。従来の技術は、このような手法によって、サージ吸収回路の負担やサージ吸収素子数の低減を図っている。
For this reason, conventionally, a technique for protecting a vehicle-mounted device from an overvoltage such as a surge superimposed on a power supply line of the vehicle-mounted battery has been proposed (for example, see Patent Document 1).
Such a conventional technique is configured such that, when a surge occurs in the power supply line, the control means controls the blower motor circuit in an energized state while the surge is equal to or higher than a predetermined voltage. As a result, the surge flows into the blower motor circuit and is absorbed. The conventional technology uses such a method to reduce the burden on the surge absorbing circuit and the number of surge absorbing elements.

しかしながら、上述した従来の技術は、ブロアモータ停止時にサージが発生した場合、ブロアモータを通電駆動して動作させ、ブロアモータにサージエネルギを吸収させる構成である。   However, the conventional technology described above is configured such that when a surge occurs when the blower motor is stopped, the blower motor is driven to be energized to operate, and the blower motor absorbs surge energy.

また、特許文献2には、過電圧が印加されたことを検出すると、モータを最大出力条件で回転駆動させて電力を消費させる技術が開示されている。
また、特許文献3には、過電圧が印加されたことを検出すると、通常、回転速度に適した位相の通電タイミングになるように調整し、モータの回転効率を上げる目的である進角量を、逆に効率を低下させ、巻線を通電する電流量が多くなるように変更して巻線を通電駆動させる技術が開示されている。
Patent Document 2 discloses a technique for consuming electric power by rotating a motor under a maximum output condition when it is detected that an overvoltage is applied.
Further, in Patent Document 3, when it is detected that an overvoltage is applied, it is usually adjusted so that the energization timing of the phase suitable for the rotation speed is reached, and the advance amount for the purpose of increasing the rotation efficiency of the motor, Conversely, a technique is disclosed in which the winding is energized and driven by reducing the efficiency and increasing the amount of current to energize the winding.

特開平11−59159号公報JP-A-11-59159 特開2000−69786号公報JP 2000-69786 A 国際公開第2012/147264号International Publication No. 2012/147264

しかしながら、特許文献1に記載の従来の技術では、ブロアモータを通電駆動しているときにサージが発生した場合、通電駆動によるサージエネルギの吸収以上に、サージエネルギを吸収できないという技術課題があると同時に、部品の追加が必要であり、製品価格を上昇させてしまうという課題がある。   However, the conventional technique described in Patent Document 1 has a technical problem that when a surge occurs while the blower motor is energized and driven, the surge energy cannot be absorbed more than the surge energy absorbed by the energized drive. There is a problem that the addition of parts is necessary and the product price is increased.

また、特許文献2に記載の従来の構成では、ハイブリッド車や電気自動車におけるバッテリーを冷却する目的のブロアモータ等、車室内の人の居住スペース付近に設置される機器の場合、静粛性が要求されるため、モータを最大出力条件で回転させて電力を消費させる構成のため、過大な騒音と同時に、必要以上に電力が消費され、バッテリー容量の低下
や、バッテリーの寿命を加速させてしまうという課題がある。
Further, in the conventional configuration described in Patent Document 2, silence is required in the case of a device installed near a living space of a person in a vehicle interior such as a blower motor for cooling a battery in a hybrid vehicle or an electric vehicle. For this reason, the motor is configured to rotate at the maximum output condition and consume power, so that excessive noise is consumed at the same time as excessive noise, reducing the battery capacity and accelerating the battery life. is there.

また、特許文献3に記載の従来の構成では、特にバッテリーを冷却する目的のブロアモータ等における低速回転等、そもそも消費電力の少ない回転数で使用する場合、サージエネルギによる電荷の蓄積の大きさに対して、進角量の変更だけでは電流量が足りない場合があり、本来の目的である過電圧の回避を達成できないという機能的な課題と、進角量の変更幅に比例して電流量も大きくなるが、それに伴い、騒音も大きくなり、発せられる音がジジジジという不自然な音であるため、特に車室内に設置されブロアモータの場合、人に対する不快感を与えてしまうという課題があった。   In addition, in the conventional configuration described in Patent Document 3, particularly when using at a rotational speed with low power consumption, such as a low-speed rotation in a blower motor or the like for cooling a battery, the amount of charge accumulation due to surge energy is reduced. The amount of current may not be sufficient by changing the advance amount alone, and the current amount increases in proportion to the functional problem that the overvoltage avoidance that is the original purpose cannot be achieved and the amount of change in the advance amount. However, in association with this, noise is increased and the generated sound is an unnatural sound such as a jizzing sound. Therefore, particularly in the case of a blower motor installed in a vehicle interior, there is a problem in that it causes discomfort to humans.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ロードダンプでのサージエネルギーを吸収できる必要最低限の電流消費量が得られる回転数に変更することで送風に伴う騒音を最小化し、また、更に回転数を略一定に保つことで、送風に伴う騒音の変動を抑制出来るため、静粛性を保ちながら過電圧を抑制でき、かつ、回転数を増やす期間を所定の期間に限定することにより、上位の制御装置側での異常検出猶予時間を過ぎる前に回転数を戻すため、異常検出されることがなく、車両システムとして安定した動作を実現できるモータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, minimizes noise caused by blowing by changing to a rotational speed at which a necessary minimum current consumption that can absorb surge energy in a load dump is obtained, Furthermore, by keeping the rotational speed substantially constant, it is possible to suppress fluctuations in noise caused by blowing air, so it is possible to suppress overvoltage while maintaining quietness, and by limiting the period for increasing the rotational speed to a predetermined period, A motor driving method, a motor driving device, and a brushless motor that can realize a stable operation as a vehicle system without an abnormality being detected because the rotational speed is returned before the abnormality detection grace time on the control device side of the vehicle is passed. For the purpose.

前述の本発明のモータ駆動方法は、巻線を巻回したステータとステータに対向して回転自在に配置されたロータとを含むモータにおいて、所定の指令回転数に従って巻線を通電駆動してロータを回転させる。また、モータに供給される電源電圧が所定の電圧を超えるかどうかを判定し、所定の電圧を超えたと判定すると、巻線を通電する電流量が多くなるように、所定の期間、所定の回転数まで回転数を増加して、巻線を通電駆動する。   In the motor driving method of the present invention described above, in a motor including a stator around which a winding is wound and a rotor that is rotatably arranged facing the stator, the winding is energized and driven according to a predetermined command rotational speed. Rotate. Further, it is determined whether or not the power supply voltage supplied to the motor exceeds a predetermined voltage. If it is determined that the power supply voltage exceeds the predetermined voltage, a predetermined rotation is performed for a predetermined period so that the amount of current passing through the winding increases. The number of rotations is increased to a number, and the winding is energized.

これにより、電源電圧が例えばノイズなどの影響で上昇して所定の電圧を超えるような過電圧となったとき、モータは回転数の増加により、電流消費量を多くして電圧上昇した過電圧のエネルギを吸収し、これによって、電源ラインの電圧上昇を抑制できる。   As a result, when the power supply voltage rises due to the influence of noise or the like and becomes an overvoltage that exceeds a predetermined voltage, the motor increases the current consumption and increases the overvoltage energy by increasing the rotation speed. This can absorb the voltage rise of the power supply line.

また、本発明のモータ駆動方法は、実回転数を示す実回転数信号を外部の上位器に通知し、外部の上位器は、指令回転数通りに駆動していることを監視するために、当該モータ駆動方法に通知した指令回転数と当該モータ駆動方法から通知された実回転数を比較する。例えば、出力した回転数の前後に所定の幅を持たせた正常駆動範囲を設定し、当該正常駆動範囲に入らない状態が所定の期間連続したとき異常として検出し、操作者または上位システムに伝達する。本発明のモータ駆動方法は、外部の上位器における異常検出の猶予期間を連続して超えない範囲で回転数を変更するため、当該モータ駆動方法の異常検出を回避することができる。   Further, the motor driving method of the present invention notifies the external host device of the actual rotational speed signal indicating the actual rotational speed, and the external host device is monitored to drive according to the command rotational speed. The command rotational speed notified to the motor driving method is compared with the actual rotational speed notified from the motor driving method. For example, a normal driving range with a predetermined width before and after the output rotation speed is set, and when a state that does not fall within the normal driving range continues for a predetermined period, it is detected as an abnormality and transmitted to the operator or the host system. To do. In the motor driving method of the present invention, the rotation speed is changed within a range that does not continuously exceed the grace period for abnormality detection in the external host device, so that abnormality detection of the motor driving method can be avoided.

さらに、本発明のモータ駆動装置は、上述のモータ駆動方法を実行する機能を備えた構成である。   Furthermore, the motor drive device of the present invention has a configuration having a function of executing the above-described motor drive method.

この構成により、電源ラインから供給される電源電圧の電圧上昇を抑制する機能を備えたモータ駆動装置を実現できる。
さらに、本発明のブラシレスモータは、上述のモータ駆動装置を内蔵または一体化した構成である。
この構成により、電源ラインから供給される電源電圧の電圧上昇を抑制する機能を備えたブラシレスモータを実現できる。
With this configuration, it is possible to realize a motor driving device having a function of suppressing a voltage increase of the power supply voltage supplied from the power supply line.
Furthermore, the brushless motor of the present invention has a configuration in which the above-described motor driving device is incorporated or integrated.
With this configuration, it is possible to realize a brushless motor having a function of suppressing a voltage increase of the power supply voltage supplied from the power supply line.

以上のように、本発明のモータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータによ
れば、例えばノイズなどの影響によって電源電圧が過電圧となったとき、巻線を通電する電流量が過電圧を解消するために必要な最小限の電流量となるように回転数を変更して動作する。このため、モータの通電駆動中において発生した電源ラインの電圧上昇を抑制し、安定した電源環境での動作を可能とし、必要最小限の電流量とするため、バッテリの容量低下を必要最小限に抑えることができる。
As described above, according to the motor driving method, the motor driving device, and the brushless motor of the present invention, for example, when the power supply voltage becomes an overvoltage due to the influence of noise or the like, the amount of current flowing through the windings eliminates the overvoltage. It operates by changing the number of revolutions so that the minimum amount of current required for the operation is obtained. For this reason, the increase in voltage of the power supply line that occurs during energization driving of the motor is suppressed, operation in a stable power supply environment is enabled, and the minimum amount of current is required. Can be suppressed.

また、本発明のモータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータは、通常、例えば、上位器から通知される指令回転数に基づいてモータを駆動し、モータの実回転数を上位器へ通知する構成であって、上位器において指令回転数と実回転数が異なることを検出する異常検出の猶予期間を超えない所定の期間内に、回転数を指令回転数に戻すため、回転数の変更による異常検出が行われず、車両システムとしての安定性が確保できる。   The motor driving method, motor driving apparatus, and brushless motor of the present invention are typically configured to drive a motor based on, for example, a command rotational speed notified from the host device, and notify the actual motor rotational speed to the host device. In order to return the rotational speed to the command rotational speed within a predetermined period that does not exceed the grace period for abnormality detection that detects that the command rotational speed differs from the actual rotational speed in the host device, an abnormality caused by a change in the rotational speed Detection is not performed, and stability as a vehicle system can be secured.

また、モータの駆動においても電圧上昇の抑制に必要な最小限の回転数に変更するため、モータの駆動に伴う騒音を最小限に抑制できるとともに、前記所定の期間内に前記指令回転数に戻した後、再び、電圧上昇により回転数を変更することを繰り返したとしても、変更する回転数が必要最小限の電流量となる低い回転数であり、初期の前記指令回転数と変更後の回転数の差異が最小となり、回転数の変動による騒音の変動、つまり、音のうねりを最小化することができるため、車室内の人の居住スペースに設置される場合でも、モータに起因する騒音によって人が感じる不快感を軽減することができる。
また、電源電圧の測定、前記所定の期間の時間計測、および、回転数の増減の制御といった従来のモータ駆動方法において従来部品の構成で実現できるため、特殊な部品の追加を必要とせず、製品価格の上昇がないモータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータを提供できる。
Further, since the motor speed is changed to the minimum number of revolutions necessary for suppressing the voltage rise, the noise associated with the motor driving can be minimized and returned to the command number of revolutions within the predetermined period. After that, even if the rotation speed is changed again by increasing the voltage, the rotation speed to be changed is a low rotation speed that provides the necessary minimum current amount, and the initial command rotation speed and the rotation speed after the change are changed. The difference in the number is minimized and the fluctuation of noise due to the fluctuation of the rotation speed, that is, the swell of the sound, can be minimized, so even if it is installed in the living space of a person in the passenger compartment, the noise caused by the motor Discomfort felt by people can be reduced.
In addition, the conventional motor drive method such as measurement of power supply voltage, time measurement for the predetermined period, and control of increase / decrease in the number of rotations can be realized with the configuration of the conventional parts, so no additional special parts are required, and the product A motor driving method, a motor driving device, and a brushless motor that do not increase in price can be provided.

本発明の実施の形態1におけるブラシレスモータの構造を示す図The figure which shows the structure of the brushless motor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるモータ駆動装置のブロック図Block diagram of a motor drive device in Embodiment 2 of the present invention

以下、本発明の実施の形態におけるモータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータについて図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a motor driving method, a motor driving device, and a brushless motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態1におけるブラシレスモータ10の構造を示す図である。本実施の形態では、ロータがステータの内周側に回転自在に配置されたインナロータ型のブラシレスモータの例を挙げて説明する。本実施の形態のブラシレスモータは、複数相の巻線を有しており、各相がパルス幅変調(以下、適宜、PWMと呼ぶ)された信号で駆動されて回転する。   FIG. 1 is a diagram showing a structure of a brushless motor 10 according to Embodiment 1 of the present invention. In the present embodiment, an example of an inner rotor type brushless motor in which a rotor is rotatably disposed on an inner peripheral side of a stator will be described. The brushless motor according to the present embodiment has a plurality of phases of windings, and each phase is driven and rotated by a signal that is pulse-width modulated (hereinafter referred to as PWM as appropriate).

図1に示すように、ブラシレスモータ10は、ステータ11、ロータ12、回路基板13およびモータケース14を備えている。モータケース14は密封された円筒形状の金属で形成されており、ブラシレスモータ10は、このようなモータケース14内にステータ11、ロータ12および回路基板13を収納した構成である。モータケース14は、ケース本体14aとケース蓋14bとで構成され、ケース本体14aにケース蓋14bを装着することで略密封されたモータケース14となる。   As shown in FIG. 1, the brushless motor 10 includes a stator 11, a rotor 12, a circuit board 13, and a motor case 14. The motor case 14 is formed of a sealed cylindrical metal, and the brushless motor 10 has a configuration in which the stator 11, the rotor 12, and the circuit board 13 are accommodated in the motor case 14. The motor case 14 includes a case main body 14a and a case lid 14b. The motor case 14 is substantially sealed by attaching the case lid 14b to the case main body 14a.

図1において、ステータ11は、ステータ鉄心15に相ごとの巻線16を巻回して構成される。本実施の形態では、互いに120度位相が異なるU相、V相、W相とする3つの相に区分した巻線16をステータ鉄心15に巻回した一例を挙げて説明する。ステータ鉄心15は、内周側に突出した複数の突極を有している。また、ステータ鉄心15の外周側は概略円筒形状であり、その外周がケース本体14aに固定されている。   In FIG. 1, the stator 11 is configured by winding a winding 16 for each phase around a stator core 15. In the present embodiment, an example will be described in which a winding 16 divided into three phases of a U phase, a V phase, and a W phase that are 120 degrees out of phase with each other is wound around the stator core 15. The stator iron core 15 has a plurality of salient poles protruding toward the inner peripheral side. Further, the outer peripheral side of the stator core 15 has a substantially cylindrical shape, and the outer periphery thereof is fixed to the case main body 14a.

ステータ11の内側には、空隙を介してロータ12が挿入されている。ロータ12は、ロータフレーム17の外周に円筒形状の永久磁石18を保持し、軸受19で支持された回転軸20を中心に回転自在に配置される。すなわち、ステータ鉄心15の突極の先端面と永久磁石18の外周面とが対向するように配置されている。   A rotor 12 is inserted inside the stator 11 via a gap. The rotor 12 holds a cylindrical permanent magnet 18 on the outer periphery of the rotor frame 17, and is disposed so as to be rotatable around a rotating shaft 20 supported by a bearing 19. That is, the front end surface of the salient pole of the stator core 15 and the outer peripheral surface of the permanent magnet 18 are arranged to face each other.

さらに、このブラシレスモータ10には、各種の回路部品31を実装した回路基板13がモータケース14の内部に内蔵されている。これら回路部品31によって、モータを制御や駆動するためのモータ駆動装置が構成される。   Further, in the brushless motor 10, a circuit board 13 on which various circuit components 31 are mounted is built in a motor case 14. These circuit components 31 constitute a motor drive device for controlling and driving the motor.

また、回路基板13には、ロータ12の回転位置を検出するために、ホール素子などによる位置検出センサ38も実装されている。ステータ鉄心15には支持部材21が装着されており、回路基板13は、この支持部材21を介してモータケース14内に固定される。そして、U相、V相、W相それぞれの巻線16の端部が引出線16aとしてステータ11から引き出されており、回路基板13にそれぞれの引出線16aが接続されている。   Further, a position detection sensor 38 such as a Hall element is mounted on the circuit board 13 in order to detect the rotational position of the rotor 12. A support member 21 is attached to the stator core 15, and the circuit board 13 is fixed in the motor case 14 via the support member 21. Ends of the U-phase, V-phase, and W-phase windings 16 are led out from the stator 11 as lead wires 16 a, and the lead wires 16 a are connected to the circuit board 13.

このような構成とするため、まず、ステータ11をケース本体14aの内部に挿入してケース本体14aの内面に固定し、次にロータ12、回路基板13をケース本体14aの内部に収納した後、ケース蓋14bをケース本体14aに固着する。このような手順で、位置検出センサやモータ駆動装置を内蔵したブラシレスモータ10が形成される。なお、ブラシレスモータ10がモータ駆動装置を一体化した構成であってもよい。   To make such a configuration, first, the stator 11 is inserted into the case body 14a and fixed to the inner surface of the case body 14a, and then the rotor 12 and the circuit board 13 are housed in the case body 14a. The case lid 14b is fixed to the case body 14a. With such a procedure, the brushless motor 10 including the position detection sensor and the motor driving device is formed. The brushless motor 10 may have a configuration in which a motor driving device is integrated.

特に、モータケース14を金属製とすることによりシールド効果があるため、回路基板13やステータ11などから外部に放射される電磁ノイズを抑制できる。また、ステータ鉄心15をケース本体14aに直接固定した構成であるため、ステータ11で生じた熱を金属製のモータケース14を介して外部に放熱できる。   In particular, since the motor case 14 is made of metal and has a shielding effect, electromagnetic noise radiated to the outside from the circuit board 13 and the stator 11 can be suppressed. Further, since the stator core 15 is directly fixed to the case main body 14a, heat generated in the stator 11 can be radiated to the outside through the metal motor case 14.

以上のように構成されたブラシレスモータ10に対して、外部から電源電圧や制御信号を供給することにより、回路基板13のモータ駆動装置によって巻線16に駆動電流が流れ、ステータ鉄心15から磁界が発生する。そして、ステータ鉄心15からの磁界と永久磁石18からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によって回転軸20を中心にロータ12が回転する。   By supplying a power supply voltage and a control signal from the outside to the brushless motor 10 configured as described above, a driving current flows through the winding 16 by the motor driving device of the circuit board 13, and a magnetic field is generated from the stator iron core 15. Occur. The magnetic field from the stator iron core 15 and the magnetic field from the permanent magnet 18 generate an attractive force and a repulsive force according to the polarities of the magnetic fields, and the rotor 12 rotates around the rotating shaft 20 by these forces.

次に、回路基板13上に実装された位置検出センサ38や回路部品31により構成された本実施の形態のモータ駆動装置について説明する。   Next, the motor drive device of the present embodiment configured by the position detection sensor 38 and the circuit component 31 mounted on the circuit board 13 will be described.

図2は、本実施の形態におけるブラシレスモータ10のモータ駆動装置40のブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram of the motor driving device 40 of the brushless motor 10 in the present embodiment.

モータ駆動装置40は、3つの相にそれぞれ対応する位置検出センサ38とともに、回転制御部41、インバータ42、回転位置検出部43、電圧測定部51および過電圧判定部52を備える。また、モータ駆動装置40の各回路を動作させるため、電源ラインPwから電源端子50に電源電圧Vccが供給される。例えば、車両の場合には、車載されたバッテリから電源ラインPwを介して電源電圧Vccが供給される。また、モータ駆動装置40には、例えば外部の上位器などから、各種の指令や制御信号Cntとともに、指令回転数や指令速度として例えば1分間あたりの回転数(rpm)を指令する回転指令信号Rrが通知される。   The motor drive device 40 includes a rotation control unit 41, an inverter 42, a rotation position detection unit 43, a voltage measurement unit 51, and an overvoltage determination unit 52 along with position detection sensors 38 corresponding to the three phases. Further, in order to operate each circuit of the motor drive device 40, the power supply voltage Vcc is supplied from the power supply line Pw to the power supply terminal 50. For example, in the case of a vehicle, the power supply voltage Vcc is supplied from a battery mounted on the vehicle via the power supply line Pw. Further, the motor drive device 40 is supplied with a rotation command signal Rr for instructing, for example, a rotation speed (rpm) per minute as a command rotation speed and a command speed together with various commands and a control signal Cnt from an external host device or the like. Will be notified.

回転指令信号Rrは、回転制御部41に通知される。また、回転制御部41には、検出回転数として、回転位置検出部43で生成された検出速度信号Rvが通知される。本実施
の形態では、ロータ12の回転位置を検出し、検出した位置情報に基づいて検出速度信号Rvを生成する一例を挙げている。回転制御部41は、検出速度信号Rvから実回転数や実速度として例えば1分間あたりの回転数(rpm)を示す実回転数信号Rvoを上位器などに通知すると共に、回転指令信号Rrと検出速度信号Rvとに基づき、巻線16への駆動量を示す図示しない回転制御信号を生成し、生成した回転制御信号から巻線16を駆動するための図示しない波形信号を相ごとに生成し、生成した波形信号を変調信号として、それぞれについて駆動パルス信号Pdを生成する。
The rotation command signal Rr is notified to the rotation control unit 41. The rotation control unit 41 is notified of the detection speed signal Rv generated by the rotation position detection unit 43 as the detected rotation speed. In the present embodiment, an example is given in which the rotational position of the rotor 12 is detected and the detection speed signal Rv is generated based on the detected position information. The rotation control unit 41 notifies, for example, an actual rotation speed signal Rvo indicating a rotation speed per minute (rpm) as an actual rotation speed or an actual speed from the detection speed signal Rv to the host device, etc., and detects the rotation command signal Rr. Based on the speed signal Rv, a rotation control signal (not shown) indicating a driving amount to the winding 16 is generated, and a waveform signal (not shown) for driving the winding 16 is generated for each phase from the generated rotation control signal. A drive pulse signal Pd is generated for each of the generated waveform signals as modulation signals.

具体的には、回転位置検出部43は、位置検出センサ38からの位置センサ信号Detによる位置情報に対して例えば微分演算などを行い、ロータ12の回転速度を算出して検出速度信号Rvとして出力している。回転制御部41は、指令回転数を示す回転指令信号Rrと、回転位置検出部43が算出した検出回転数を示す検出速度信号Rvとの偏差を求める。   Specifically, the rotational position detector 43 performs, for example, a differentiation operation on the position information based on the position sensor signal Det from the position detection sensor 38, calculates the rotational speed of the rotor 12, and outputs it as a detected speed signal Rv. doing. The rotation control unit 41 obtains a deviation between the rotation command signal Rr indicating the command rotation number and the detection speed signal Rv indicating the detected rotation number calculated by the rotation position detection unit 43.

そして、回転制御部41は、指令回転数に従った実速度で回転するように、偏差に応じたトルク量を示す回転制御信号を生成する。回転制御部41は、生成した回転制御信号から、巻線16を駆動するための波形信号を相ごとに生成する。巻線16を正弦波駆動する場合には波形信号は正弦波信号であり、巻線16を矩形波駆動する場合には波形信号は矩形波信号である。また、波形信号の振幅は、前記回転制御信号に応じて決定される。そして、相ごとに生成された波形信号を変調信号として、それぞれにパルス幅変調(PWM)を行う。このように前記波形信号でパルス幅変調したパルス列の信号である駆動パルス信号Pdを、インバータ42に供給する。   And the rotation control part 41 produces | generates the rotation control signal which shows the torque amount according to deviation so that it may rotate with the actual speed according to instruction | command rotation speed. The rotation control unit 41 generates a waveform signal for driving the winding 16 for each phase from the generated rotation control signal. When the winding 16 is driven with a sine wave, the waveform signal is a sine wave signal. When the winding 16 is driven with a rectangular wave, the waveform signal is a rectangular wave signal. The amplitude of the waveform signal is determined according to the rotation control signal. Then, pulse width modulation (PWM) is performed on each of the waveform signals generated for each phase as modulation signals. In this way, the drive pulse signal Pd, which is a pulse train signal pulse-width modulated with the waveform signal, is supplied to the inverter 42.

インバータ42は、駆動パルス信号Pdに基づいて、相ごとに巻線16への通電を行い、巻線16を駆動する。インバータ42は、電源の正極側に接続されたスイッチ素子と負極側に接続されたスイッチ素子とを、U相、V相、W相それぞれに備えている。また、正極側と負極側との両スイッチ素子の反電源側は互いに接続されており、この接続部がインバータ42から巻線16を駆動する駆動出力端部となる。   The inverter 42 energizes the winding 16 for each phase based on the drive pulse signal Pd to drive the winding 16. The inverter 42 includes a switching element connected to the positive side of the power source and a switching element connected to the negative side for each of the U phase, the V phase, and the W phase. Further, the opposite power supply sides of both the positive electrode side and the negative electrode side are connected to each other, and this connection portion serves as a drive output end portion for driving the winding 16 from the inverter 42.

U相の駆動出力端部Uoは巻線16Uに、V相の駆動出力端部Voは巻線16Vに、そして、W相の駆動出力端部Woは巻線16Wに、それぞれ引出線16aを介して接続される。そして、それぞれの相において、駆動パルス信号Pdによりスイッチ素子がオンオフされると、電源からオンのスイッチ素子を介し、駆動出力端部から巻線16に駆動電流が流れる。ここで、駆動パルス信号Pdは波形信号をパルス幅変調した信号であるため、各スイッチ素子がこのようにオンオフされることにより、波形信号に応じた駆動電流でそれぞれの巻線16が通電される。   The U-phase drive output end Uo is connected to the winding 16U, the V-phase drive output end Vo is connected to the winding 16V, and the W-phase drive output end Wo is connected to the winding 16W via the lead wire 16a. Connected. In each phase, when the switch element is turned on / off by the drive pulse signal Pd, a drive current flows from the drive output end to the winding 16 via the switch element that is turned on from the power source. Here, since the drive pulse signal Pd is a signal obtained by pulse-width-modulating the waveform signal, the respective windings 16 are energized with the drive current corresponding to the waveform signal by turning on / off each switch element in this way. .

以上のような構成により、回転指令信号Rrに従ってロータ12の回転数を制御するフィードバック制御ループが形成される。すなわち、本実施の形態では、指令回転数に追従してロータ12が回転するようにフィードバック制御して、ロータ12を回転させている。   With the above-described configuration, a feedback control loop for controlling the rotation speed of the rotor 12 according to the rotation command signal Rr is formed. That is, in the present embodiment, the rotor 12 is rotated by feedback control so that the rotor 12 rotates following the command rotational speed.

次に、検出速度信号Rvを生成するための構成について説明する。
まず、回路基板13上に実装された位置検出センサ38は、回転するロータ12の永久磁石18の磁極変化を検出し、位置センサ信号Detとして出力する。位置センサ信号Detは、回転位置検出部43に供給される。
Next, a configuration for generating the detection speed signal Rv will be described.
First, the position detection sensor 38 mounted on the circuit board 13 detects a magnetic pole change of the permanent magnet 18 of the rotating rotor 12 and outputs it as a position sensor signal Det. The position sensor signal Det is supplied to the rotational position detector 43.

回転位置検出部43は、上述したように位置センサ信号Detを用いて検出速度信号Rvを生成し、回転制御部41に供給する。   The rotation position detection unit 43 generates the detection speed signal Rv using the position sensor signal Det as described above, and supplies the detection speed signal Rv to the rotation control unit 41.

本実施の形態では、電源電圧Vccに基づいてモータの回転数を変更するような構成としている。このような構成とするため、本実施の形態では、電圧測定部51と過電圧判定部52とを備えている。   In the present embodiment, the motor speed is changed based on the power supply voltage Vcc. In order to achieve such a configuration, the present embodiment includes a voltage measurement unit 51 and an overvoltage determination unit 52.

電圧測定部51は、電源端子50に供給される電源電圧Vccの電圧値を測定し、測定した電源電圧値Vtを過電圧判定部52に通知する。過電圧判定部52は、供給される電源電圧Vccが所定の電圧を超える過電圧かどうかを判定し、判定結果を過電圧判定信号Vovとして回転制御部41に通知する。過電圧判定部52は、このような動作を行うため、例えば所定の電圧値である閾値電圧Vthを保持している。そして、電圧測定部51からの電源電圧値Vtが閾値電圧Vthを超える電圧値になると過電圧と判定し、電源電圧値Vtが閾値電圧Vthを超えない電圧値のときには過電圧ではないと判定し、この判定に基づく過電圧判定信号Vovを出力する。   The voltage measurement unit 51 measures the voltage value of the power supply voltage Vcc supplied to the power supply terminal 50 and notifies the overvoltage determination unit 52 of the measured power supply voltage value Vt. The overvoltage determination unit 52 determines whether the supplied power supply voltage Vcc is an overvoltage exceeding a predetermined voltage, and notifies the rotation control unit 41 of the determination result as an overvoltage determination signal Vov. In order to perform such an operation, the overvoltage determination unit 52 holds a threshold voltage Vth that is a predetermined voltage value, for example. When the power supply voltage value Vt from the voltage measuring unit 51 becomes a voltage value exceeding the threshold voltage Vth, it is determined as an overvoltage, and when the power supply voltage value Vt is a voltage value not exceeding the threshold voltage Vth, it is determined that it is not an overvoltage. An overvoltage determination signal Vov based on the determination is output.

回転制御部41は、過電圧判定信号Vovにおいて過電圧と判定されていないときには、通常運転として、回転指令信号Prに基づく駆動パルス信号Pdをインバータ42に供給する。   The rotation control unit 41 supplies a drive pulse signal Pd based on the rotation command signal Pr to the inverter 42 as normal operation when the overvoltage determination signal Vov is not determined to be an overvoltage.

また、回転制御部41は、過電圧判定信号Vovにおいて過電圧と判定されると、巻線16を通電する電流量がより多くなるような図示しない回転数Rrcに基づく駆動パルス信号Pdをインバータ42に供給する。   Further, when the overvoltage determination signal Vov determines that the overvoltage is detected, the rotation control unit 41 supplies the inverter 42 with a drive pulse signal Pd based on a rotation speed Rrc (not shown) that increases the amount of current flowing through the winding 16. To do.

また、モータ駆動装置40に接続される上位器は、モータ駆動装置40へ通知した回転指令信号Rrと、モータ駆動装置40から通知された実回転数信号Rvoとの差異が所定の範囲内であれば、モータ駆動装置40が正常に稼働していると判定し、異常と判定する所定の異常検出猶予期間の間、連続して前記所定の範囲を外れると、異常として検出する。異常検出した場合は、例えば、異常監視装置等の上位システムへの異常の通知、または、操作者へ異常を通知するための警告表示等を行う。   In addition, the host device connected to the motor drive device 40 may have a difference between the rotation command signal Rr notified to the motor drive device 40 and the actual rotation speed signal Rvo notified from the motor drive device 40 within a predetermined range. For example, it is determined that the motor drive device 40 is operating normally, and if the motor drive device 40 is continuously out of the predetermined range for a predetermined abnormality detection grace period in which it is determined to be abnormal, it is detected as abnormal. When an abnormality is detected, for example, notification of an abnormality to a higher system such as an abnormality monitoring device or a warning display for notifying the operator of the abnormality is performed.

そこで、本実施の形態におけるモータ駆動装置40は、過電圧判定部52が過電圧と判定したとき、巻線16を通電する電流量がより多くなるような回転数Rrcに変更するが、前記異常検出猶予期間内に、指令回転数を示す回転指令信号Rrに戻す構成としている。このような構成をとるため、本実施の形態では、タイマ53を備えている。   Therefore, when the overvoltage determination unit 52 determines that the overvoltage is determined to be an overvoltage, the motor drive device 40 according to the present embodiment changes the rotation speed Rrc so that the amount of current flowing through the winding 16 is increased. Within the period, the rotation command signal Rr indicating the command rotation speed is returned. In order to adopt such a configuration, a timer 53 is provided in the present embodiment.

回転制御部41は、回転数Rrcに基づく駆動に変更するとタイマ53に時間計測開始信号Tsを通知する。タイマ53は、時間計測開始信号Tsが通知されると、時間の計測を開始し、所定の期間を満了すると、時間計測が満了したことを示す時間計測期間満了信号Tfを回転制御部41へ通知する。回転制御部41は、時間計測期間満了信号Tfが通知されると、回転数Rrcに基づく駆動から、回転指令信号Rrに基づく駆動に切り替える。   The rotation control unit 41 notifies the timer 53 of the time measurement start signal Ts when the driving is changed to the driving based on the rotation speed Rrc. When the time measurement start signal Ts is notified, the timer 53 starts measuring time, and when the predetermined period expires, the timer 53 notifies the rotation control unit 41 of a time measurement period expiration signal Tf indicating that the time measurement has expired. To do. When notified of the time measurement period expiration signal Tf, the rotation control unit 41 switches from driving based on the rotation speed Rrc to driving based on the rotation command signal Rr.

モータ駆動装置40は、以上説明したように、過電圧判定部52が過電圧と判定すると、巻線16を通電する電流量が多くなるような回転数Rrcに基づく駆動パルス信号Pdをインバータ42に供給し、所定の期間満了後、上位器からの回転指令信号Rrに基づく駆動パルス信号Pdをインバータ42に供給する構成を備えている。   As described above, the motor drive device 40 supplies the inverter 42 with the drive pulse signal Pd based on the rotational speed Rrc that increases the amount of current flowing through the winding 16 when the overvoltage determination unit 52 determines that the voltage is overvoltage. The drive pulse signal Pd based on the rotation command signal Rr from the host device is supplied to the inverter 42 after the predetermined period expires.

本実施の形態では、モータ駆動装置40がこのような構成を備えているため、例えば電源ラインにサージやノイズが重畳して電源ラインのコンデンサが充電され電源電圧Vccが過電圧となったとき、サージなどによって生じた過電圧のエネルギを十分に吸収できる必要最小限の電流量が消費できる回転数Rrcへ変更する。これにより、必要最小限の電流消費量で電源ラインPwの電圧上昇を抑制し、サージやノイズなどの影響による電源電
圧Vccの変動を低減し、ブラシレスモータ10の安定な動作とともに、電源ラインPwに接続された他の電気機器の安定な動作をも確保している。また、モータの回転数を必要最小限とし、騒音が少なく高い静粛性が得られるため、車室内等の人の居住スペースへの設置に好適な動作を実現できる。
In the present embodiment, since the motor drive device 40 has such a configuration, for example, when surge or noise is superimposed on the power supply line and the capacitor of the power supply line is charged and the power supply voltage Vcc becomes overvoltage, the surge The rotational speed Rrc is changed so that the minimum amount of current that can sufficiently absorb the energy of the overvoltage generated by the above is consumed. As a result, the voltage rise of the power supply line Pw is suppressed with the minimum necessary current consumption, the fluctuation of the power supply voltage Vcc due to the influence of a surge or noise is reduced, and the stable operation of the brushless motor 10 and the power supply line Pw are reduced. It also ensures stable operation of other connected electrical equipment. In addition, since the number of rotations of the motor is minimized and noise is low and high quietness is obtained, an operation suitable for installation in a living space of a person such as a passenger compartment can be realized.

なお、本実施の形態では、電圧測定部51は、電源端子50に供給される電源電圧Vccの電圧値を測定し、測定した電源電圧値Vtを過電圧判定部52に通知する構成としたが、電源電圧値Vtを回転制御部41にも通知する構成とし、回転制御部41は、過電圧判定部52から過電圧判定信号Vovにおいて過電圧と判定された時点での電圧値Vtと、モータの回転を、回転指令信号Rrから回転数Rrcに切替えて回転が安定するまでの所定の時間経過後の図示しない電圧値Vt2とを比較し、依然として電圧値Vt2が電圧値Vtを上回っているときは電源電圧Vccの電圧値が上昇しており、回転数の増加による電流消費量の増加量が不足していると判断する。   In the present embodiment, the voltage measurement unit 51 measures the voltage value of the power supply voltage Vcc supplied to the power supply terminal 50 and notifies the overvoltage determination unit 52 of the measured power supply voltage value Vt. The configuration is such that the power supply voltage value Vt is also notified to the rotation control unit 41, and the rotation control unit 41 determines the voltage value Vt at the time when the overvoltage determination signal Vov determines the overvoltage from the overvoltage determination unit 52 and the rotation of the motor. A comparison is made with a voltage value Vt2 (not shown) after a lapse of a predetermined time until the rotation is stabilized by switching from the rotation command signal Rr to the rotation speed Rrc, and when the voltage value Vt2 still exceeds the voltage value Vt, the power supply voltage Vcc It is determined that the amount of increase in current consumption due to the increase in the rotational speed is insufficient.

例えば回転制御部41は、図示しない所定の回転数増加量Rriを保持しており、モータの回転を、回転数Rrcに加算した回転数Rrc+Rriに変更して駆動する。同様に現在の電圧値が前回の電圧値を上回る場合は、現在の回転数に対して回転数Rriを加算することを繰り返して段階的に回転数の増加による電流消費量の増加を行い、確実に過電圧を解消できる構成としても良い。このような構成とすることにより、例えばサージエネルギ等による電源電圧Vccの電圧上昇が大きい場合でも柔軟に回転数の増加による電流消費量の増加を行うことができ、確実に過電圧を解消することができる。   For example, the rotation control unit 41 holds a predetermined rotation speed increase amount Rri (not shown), and drives the motor by changing the rotation of the motor to a rotation speed Rrc + Rri added to the rotation speed Rrc. Similarly, when the current voltage value exceeds the previous voltage value, the current consumption is increased by increasing the rotation speed step by step by repeatedly adding the rotation speed Rri to the current rotation speed. It is also possible to adopt a configuration that can eliminate overvoltage. By adopting such a configuration, for example, even when the voltage rise of the power supply voltage Vcc due to surge energy or the like is large, it is possible to flexibly increase the current consumption by increasing the rotation speed, and to reliably eliminate the overvoltage. it can.

また、現在の電圧値が前回の電圧値を下回ったときは、現在の回転数を、過電圧の解消に必要な電流消費量を確保できる図示しない回転数Rrlとして保持し、次回以降、過電圧と判定されたとき、最初に適用する変更回転数として、回転数Rrcではなく、最後に保持したRrlを採用するとしても良い。   When the current voltage value is lower than the previous voltage value, the current rotation speed is held as a rotation speed Rrl (not shown) that can secure the current consumption necessary for eliminating the overvoltage, and it is determined that it is an overvoltage after the next time. When this is done, the last stored Rrl may be adopted as the changed rotation speed to be applied first, instead of the rotation speed Rrc.

このような構成とすることにより、例えばバッテリ外れによるロードダンプによるサージエネルギのように、外れ方が同様で、一度発生すると車両の振動等により、同様の電圧上昇を繰り返す場合、過去の発生状況から過電圧を解消できる最適な回転数を保持し、過電圧と判定された時、その回転数から回転数の変更を開始することにより、過電圧を解消するまでの時間を短縮することができる。   By adopting such a configuration, for example, when the occurrence of power failure is the same, such as surge energy due to load dump due to battery removal, and once the same voltage rise due to vehicle vibration, etc. By maintaining an optimum rotation speed capable of eliminating the overvoltage and starting the change of the rotation speed from the rotation speed when it is determined as an overvoltage, the time until the overvoltage is eliminated can be shortened.

また、本実施の形態では、電圧測定部51は、電源端子50に供給される電源電圧Vccの電圧値を測定し、測定した電源電圧値Vtを過電圧判定部52に通知する構成としたが、電源電圧値Vtを回転制御部41にも通知する構成とし、回転制御部41は、起動後、または、過電圧かどうかを判定するための前記所定の電圧値である閾値電圧Vthよりも低い所定の電圧値である図示しないVth2を超えたとき、所定の時間間隔ΔTで電源電圧値Vtを保持する構成とし、所定の時間間隔ΔTのタイミングで通知された図示しない電源電圧値Vt2と、前回通知され保持した図示しない電源電圧値Vt1との差Vt2−Vt1の結果を、前記所定の時間間隔ΔTで除算した結果(Vt2−Vt1)/ΔTとして、単位時間当たりの電圧上昇率を求める。この電圧上昇率が負の値の場合は、電圧が下降していることを示すため、これ以降の処理は行わない。電圧上昇率が正の値の場合は、過電圧を解消するための変更回転数として、
例えば、電圧上昇率が大きい方から3つのグループに分け、1つめのグループは、電流消費量が大きい回転数として所定の回転数Rtbl1を割り当て、3つめのグループは、電流消費量が少ない回転数として前記回転数Rtbl1よりも小さい所定の回転数Rtbl3を割り当て、2つめのグループは、前記回転数Rtbl1よりも小さく、前記回転数Rtbl3よりも大きい電流消費量となる回転数Rtbl2を割り当て、予め電圧上昇率の大きさに応じた回転数テーブルとして保持する。
In the present embodiment, the voltage measurement unit 51 measures the voltage value of the power supply voltage Vcc supplied to the power supply terminal 50 and notifies the overvoltage determination unit 52 of the measured power supply voltage value Vt. The power supply voltage value Vt is also notified to the rotation control unit 41, and the rotation control unit 41 has a predetermined voltage value lower than the threshold voltage Vth that is the predetermined voltage value for determining whether the voltage is overvoltage or after startup. When the voltage value exceeds Vth2 (not shown), the power supply voltage value Vt is held at a predetermined time interval ΔT, and the power supply voltage value Vt2 (not shown) notified at the predetermined time interval ΔT is notified last time. Voltage rise per unit time as a result (Vt2−Vt1) / ΔT obtained by dividing the result of the difference Vt2−Vt1 from the held power supply voltage value Vt1 (not shown) by the predetermined time interval ΔT The seek. When the voltage increase rate is a negative value, it indicates that the voltage is decreasing, and thus the subsequent processing is not performed. If the voltage increase rate is a positive value, the change speed to eliminate the overvoltage
For example, it is divided into three groups from the higher voltage increase rate, the first group is assigned a predetermined rotation speed Rtbl1 as the rotation speed with a large current consumption, and the third group is the rotation speed with a small current consumption. A predetermined rotation speed Rtbl3 smaller than the rotation speed Rtbl1 is assigned to the second group, and the second group is assigned a rotation speed Rtbl2 that is smaller than the rotation speed Rtbl1 and has a current consumption larger than the rotation speed Rtbl3. A rotation speed table corresponding to the magnitude of the rate of increase is held.

回転制御部41は、前記電圧上昇率に当てはまるグループを検索し、検索されたグループに対応して予め保持している前記回転数Rtbl1〜回転数Rtbl3のいずれか1つを選択し、過電圧判定部52において過電圧と判定されたとき、モータの回転を、回転指令信号Rrから、前記回転数テーブルのうち、最後に選択された前記回転数Rtbl1〜回転数Rtbl3のいずれか1つに切替えて駆動する構成としても良い。   The rotation control unit 41 searches for a group applicable to the voltage increase rate, selects any one of the rotation speed Rtbl1 to the rotation speed Rtbl3 held in advance corresponding to the searched group, and an overvoltage determination unit If the overvoltage is determined in 52, the rotation of the motor is switched from the rotation command signal Rr to any one of the rotation speed Rtbl1 to the rotation speed Rtbl3 selected last in the rotation speed table. It is good also as a structure.

このような構成とすることにより、過電圧と判定された直後、電圧の上昇度合いに見合った電流消費量となる最適な回転数で駆動することが出来るため、電圧上昇率が高い場合は、大きめの電流消費量で短時間に過電圧を解消し、電圧上昇率が低い場合は、電流消費量、回転数共に小さめで確実に過電圧を解消するとともに、低騒音で静粛性の高い動作を行うことができる。   By adopting such a configuration, it is possible to drive the motor at an optimum rotational speed at which the current consumption is commensurate with the degree of voltage increase immediately after being determined as overvoltage. When overvoltage is eliminated in a short time with current consumption and the rate of voltage increase is low, overcurrent can be reliably eliminated by lowering both current consumption and rotation speed, and operation with low noise and high quietness can be performed. .

また、ここでは、回転制御部41は、起動後、または、過電圧かどうかを判定するための前記所定の電圧値である閾値電圧Vthよりも低い所定の電圧値である図示しないVth2を超えたとき、電源電圧値Vtを保持する構成としたが、閾値電圧Vthを超える直前、または、前記所定の電圧値である閾値電圧Vthを超えた直後に行う構成としても良い。   In addition, here, the rotation control unit 41 is not activated or exceeds a predetermined voltage value Vth2 (not shown) that is lower than the threshold voltage Vth that is the predetermined voltage value for determining whether the voltage is an overvoltage. The power supply voltage value Vt is held, but the power supply voltage value Vt may be held immediately before the threshold voltage Vth is exceeded or immediately after the threshold voltage Vth that is the predetermined voltage value is exceeded.

また、ここでは、電圧上昇率を、単位時間当たりの電圧上昇率(Vt2−Vt1)/ΔTとしたが、閾値電圧Vthを超えた直後の電圧Vt4と、閾値電圧Vthを超えた直後から所定の時間T3経過後の電圧Vt3から、電圧上昇率(Vt3−Vt4)/T3から電圧上昇率を求める構成としても良い。
また、本実施の形態では、モータ駆動装置40は、過電圧判定部52が過電圧と判定した時点で、回転数Rrcに変更し、前記異常検出猶予期間内に回転指令信号Rrに戻す構成としているが、前記異常検出猶予期間内に回転指令信号Rrに戻すことを行わず、回転数Rrcに変更している間、実際に回転している回転数とは異なる指令回転数Rrを実回転数を示す実回転数信号Rvoとして上位器などに通知する構成としても良い。
Here, the voltage increase rate is the voltage increase rate per unit time (Vt2−Vt1) / ΔT. However, the voltage Vt4 immediately after exceeding the threshold voltage Vth and a predetermined value immediately after exceeding the threshold voltage Vth. The voltage increase rate may be obtained from the voltage increase rate (Vt3−Vt4) / T3 from the voltage Vt3 after the elapse of time T3.
Further, in the present embodiment, the motor drive device 40 is configured to change to the rotation speed Rrc when the overvoltage determination unit 52 determines that it is an overvoltage, and to return to the rotation command signal Rr within the abnormality detection grace period. The command rotational speed Rr different from the actual rotational speed is indicated as the actual rotational speed while changing to the rotational speed Rrc without returning to the rotational command signal Rr within the abnormality detection grace period. It is good also as a structure which notifies a high-order unit etc. as real rotation speed signal Rvo.

このような構成をとるため、本実施の形態における回転制御部41は、指令回転数Rrと異なる回転数でモータを駆動している間、指令回転数Rrを実回転数を示す実回転数信号Rvoとして上位器などに通知する構成としても良い。   In order to adopt such a configuration, the rotation control unit 41 in the present embodiment, while driving the motor at a rotational speed different from the command rotational speed Rr, indicates the actual rotational speed signal indicating the actual rotational speed. It is good also as a structure notified to a high-order unit etc. as Rvo.

このような構成をとることによって、過電圧と判定されている間、指令回転数Rrと異なる回転数でモータを駆動したとしても、上位器での異常検出が行われることのない安定した車両システムを構成することができる。また、過電圧と判定されている間に、モータの回転を指令回転数Rrに戻して駆動することがないため、モータの回転の変動が少なく、騒音を低く抑えることができる。   By adopting such a configuration, even if the motor is driven at a rotational speed different from the command rotational speed Rr while it is determined as an overvoltage, a stable vehicle system in which an abnormality is not detected by the host device. Can be configured. Further, since the motor rotation is not returned to the command rotation speed Rr while it is determined as an overvoltage, there is little fluctuation in the rotation of the motor, and noise can be suppressed low.

また、本実施の形態では、モータ駆動装置40は、電圧測定部51からの電源電圧値Vtが閾値電圧Vthを超えると、過電圧と判定し、この判定に基づく過電圧判定信号Vovを出力する構成としているが、更に、電圧測定部51からの電源電圧値Vtが閾値電圧Vthよりも大きい所定の電圧を超える電圧値になると、インバータ42を構成する、例えば、電流の流れを切り替えることによって巻線16への通電を制御するためのスイッチング素子などの電子部品を過剰電圧による破壊から防ぐための保護過電圧と判断しモータの駆動を停止する。   Further, in the present embodiment, when the power supply voltage value Vt from the voltage measuring unit 51 exceeds the threshold voltage Vth, the motor driving device 40 determines that the voltage is an overvoltage and outputs an overvoltage determination signal Vov based on this determination. However, when the power supply voltage value Vt from the voltage measuring unit 51 becomes a voltage value exceeding a predetermined voltage larger than the threshold voltage Vth, the winding 16 is configured by configuring the inverter 42, for example, by switching the current flow. It judges that it is a protection overvoltage for preventing electronic parts, such as a switching element for controlling the energization to an overvoltage, from being destroyed by an excessive voltage, and stops driving the motor.

過電圧判定部52は、このような動作を行うため、例えば所定の電圧値である閾値電圧Vthよりも大きい図示しない第2の閾値電圧Vth2を保持している。過電圧判定部52は、電圧測定部51からの電源電圧値Vtが第2の閾値電圧Vth2を超える電圧値に
なると、保護過電圧と判定し、電源電圧値Vtが第2の閾値電圧Vth2を超えない電圧値のときには保護過電圧ではないと判定し、この判定に基づく過電圧判定信号Vovを出力する。
In order to perform such an operation, the overvoltage determination unit 52 holds a second threshold voltage Vth2 (not shown) that is larger than a threshold voltage Vth that is a predetermined voltage value, for example. When the power supply voltage value Vt from the voltage measurement unit 51 becomes a voltage value exceeding the second threshold voltage Vth2, the overvoltage determination unit 52 determines that the overvoltage is a protection overvoltage, and the power supply voltage value Vt does not exceed the second threshold voltage Vth2. When it is a voltage value, it is determined that it is not a protective overvoltage, and an overvoltage determination signal Vov based on this determination is output.

回転制御部41は、過電圧判定信号Vovにおいて保護過電圧と判定されると、インバータ42への駆動パルス信号Pdの供給を停止する。このような構成をとることにより、インバータ42を構成する前記スイッチング素子などを、それが耐えうる電圧以上の電圧が印加された状態でのモータ駆動をしないことによって、電気的破壊から保護できる構成としている。   When it is determined that the overvoltage determination signal Vov is a protective overvoltage, the rotation control unit 41 stops supplying the drive pulse signal Pd to the inverter 42. By adopting such a configuration, the switching elements constituting the inverter 42 can be protected from electrical breakdown by not driving the motor in a state where a voltage higher than the voltage that the inverter 42 can withstand is applied. Yes.

また、本実施の形態では、過電圧判定部52は、供給される電源電圧Vccが所定の電圧を超える過電圧かどうかを判定し、判定結果を過電圧判定信号Vovとして回転制御部41に通知し、所定の電圧を超えない電圧値のときには過電圧ではないと判定し、この判定に基づく過電圧判定信号Vovを出力するが、過電圧でないと判定するための前記所定の電圧を、前記所定の電圧よりも低い第3の所定の電圧とすることにより、過電圧であると判定する前記所定の電圧と、過電圧でないと判定する第3の所定の電圧との間にヒステリシスを設けることによって、前記所定の電圧前後で電圧値が上下する場合であっても、回転数の変動がなく安定したモータの駆動を可能とする構成とすることができる。   In the present embodiment, the overvoltage determination unit 52 determines whether the supplied power supply voltage Vcc is an overvoltage exceeding a predetermined voltage, notifies the rotation control unit 41 of the determination result as an overvoltage determination signal Vov, When the voltage value does not exceed the predetermined voltage, it is determined that there is no overvoltage, and an overvoltage determination signal Vov based on this determination is output. The predetermined voltage for determining that it is not overvoltage is lower than the predetermined voltage. By providing a hysteresis between the predetermined voltage that is determined to be an overvoltage and a third predetermined voltage that is determined not to be an overvoltage by setting the predetermined voltage of 3 to a voltage before and after the predetermined voltage. Even when the value fluctuates, the motor can be driven stably without fluctuations in the rotational speed.

過電圧判定部52は、このような動作を行うため、例えば閾値電圧Vthよりも低い前記第3の所定の電圧値である図示しない閾値電圧Vth3を保持している。過電圧判定部52は、電圧測定部51からの電源電圧値Vtが閾値電圧Vthを超える電圧値になると、過電圧と判定し、電源電圧値Vtが閾値電圧Vthを超えない電圧値のときではなく、閾値電圧Vth3を超えない電圧値のときに過電圧ではないと判定し、この判定に基づく過電圧判定信号Vovを出力する。   In order to perform such an operation, the overvoltage determination unit 52 holds a threshold voltage Vth3 (not shown) that is the third predetermined voltage value lower than the threshold voltage Vth, for example. When the power supply voltage value Vt from the voltage measurement unit 51 reaches a voltage value exceeding the threshold voltage Vth, the overvoltage determination unit 52 determines that it is an overvoltage, not when the power supply voltage value Vt is a voltage value that does not exceed the threshold voltage Vth. When the voltage value does not exceed the threshold voltage Vth3, it is determined that there is no overvoltage, and an overvoltage determination signal Vov based on this determination is output.

このような構成をとることにより、過電圧判定部52は、電圧測定部51からの電源電圧値Vtが閾値電圧Vthを超える電圧値になり、過電圧と判定したあと、回転制御部41が、指令回転数Rrよりも多い回転数に変更することによって、電流消費量が多くなり、電源電圧値Vtが低下したとしても閾値電圧Vth3と同じまたはそれ以下の電圧値になるまで指令回転数Rrに戻してモータ駆動することを行わない。これにより、電圧測定部51からの電源電圧値Vtが閾値電圧Vthを短期間に上下するような電圧変動があったとしても、回転数の変動が少なく、騒音の低いモータ駆動を実現できる構成としている。   By adopting such a configuration, the overvoltage determination unit 52 determines that the power supply voltage value Vt from the voltage measurement unit 51 exceeds the threshold voltage Vth and determines that it is an overvoltage. By changing to a rotational speed greater than the number Rr, the current consumption increases, and even if the power supply voltage value Vt decreases, it is returned to the command rotational speed Rr until the voltage value is equal to or lower than the threshold voltage Vth3. Do not drive the motor. As a result, even if there is a voltage fluctuation in which the power supply voltage value Vt from the voltage measuring unit 51 rises or falls within a short time from the threshold voltage Vth, the motor drive with low fluctuations and low noise can be realized. Yes.

また、本実施の形態では、過電圧判定部52が過電圧と判定し、回転制御部41は指令回転数Rrよりも多い回転数に増やすことによって電流消費量を増やし、過電圧を解消する構成としているが、回転数を増やしたときの制限値となる最大回転数Rmaxを設定しておくことが好ましい。すなわち、増加させた後の回転数が最大回転数Rmaxwo超えるとき、回転数を最大回転数Rmaxに制限するような処理も加えればよい。   Further, in the present embodiment, the overvoltage determination unit 52 determines that the voltage is overvoltage, and the rotation control unit 41 increases the current consumption by increasing the rotation speed to be greater than the command rotation speed Rr, thereby eliminating the overvoltage. It is preferable to set a maximum rotational speed Rmax that is a limit value when the rotational speed is increased. That is, when the increased number of rotations exceeds the maximum number of rotations Rmaxwo, a process for limiting the number of rotations to the maximum number of rotations Rmax may be added.

また、本モータ駆動装置を実現する具体的な一つの手法として、例えば回路基板13にマイコンを搭載してモータ駆動装置40の機能をプログラムとして組み込み、本モータ駆動方法の各ステップの処理を実行するよう構成すればよい。このように構成することで、例えば、本モータ駆動装置を含む処理をより柔軟に実行することができる。
以上、モータ駆動装置40の例を挙げて説明したが、同様の機能を実行するようなモータ駆動方法を備えた構成であってもよい。
Further, as one specific method for realizing the motor driving device, for example, a microcomputer is mounted on the circuit board 13 to incorporate the function of the motor driving device 40 as a program, and the processing of each step of the motor driving method is executed. What is necessary is just to comprise. By comprising in this way, the process containing this motor drive device can be performed more flexibly, for example.
As described above, the example of the motor driving device 40 has been described. However, a configuration including a motor driving method that performs the same function may be used.

そして、本発明のブラシレスモータは、上述のモータ駆動装置を内蔵または一体化した構成である。
本発明はこのような構成によって、電源電圧が例えばサージやノイズなどの影響で上昇して所定の電圧を超えるような過電圧となったとき、所定の回転数に、または、所定の回転数まで段階的に回転数を増加して電流量を多くする。そして、この動作によって電圧上昇した過電圧のエネルギを吸収している。また、上位器が指令回転数と、実際の実回転数とを比較し、所定の期間、連続して指令回転数と実回転数が異なるとき異常を検出する構成をとるとき、前記所定の期間内に、初期の指令回転数に戻すことによって、上位器の異常検出を回避することができる。したがって、本発明によれば、最小限の電流消費量で電源ラインの電圧上昇を抑制でき、不安定な電源環境での安定動作と静粛性の高い動作を可能としたモータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータを提供できる。
And the brushless motor of this invention is the structure which incorporated the above-mentioned motor drive device or integrated.
In the present invention, when the power supply voltage rises due to, for example, a surge or noise and becomes an overvoltage that exceeds a predetermined voltage, the present invention is stepped to a predetermined rotational speed or to a predetermined rotational speed. Increase the number of currents by increasing the rotational speed. And the energy of the overvoltage which raised the voltage by this operation | movement is absorbed. In addition, when the host device is configured to compare the command rotational speed with the actual actual rotational speed and detect an abnormality when the command rotational speed and the actual rotational speed are continuously different for a predetermined period, the predetermined period In addition, by returning to the initial command rotational speed, it is possible to avoid abnormality detection of the host device. Therefore, according to the present invention, a motor driving method and a motor driving device that can suppress an increase in the voltage of the power supply line with a minimum current consumption and enable a stable operation and an operation with high quietness in an unstable power supply environment. In addition, a brushless motor can be provided.

本発明のモータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータは、通電駆動中において発生した電源ラインの電圧上昇を抑制し、不安定な電源環境での安定動作を可能にできるため、電気機器に使用されるモータに有用であり、特に、電源電圧の変動が激しい車載用として利用することが好適である。また、高い静粛性が得られるため、車室内等の人の居住スペースへの設置にも適している。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The motor driving method, motor driving device, and brushless motor according to the present invention can be used in electrical equipment because it can suppress a voltage increase in the power supply line that occurs during energization driving and enables stable operation in an unstable power supply environment. In particular, it is suitable to be used for in-vehicle use in which the fluctuation of the power supply voltage is severe. Moreover, since high silence can be obtained, it is suitable for installation in a living space of a person such as a passenger compartment.

10 ブラシレスモータ
11 ステータ
12 ロータ
13 回路基板
14 モータケース
14a ケース本体
14b ケース蓋
15 ステータ鉄心
16、16U、16V、16W 巻線
16a 引出線
17 ロータフレーム
18 永久磁石
19 軸受
20 回転軸
21 支持部材
31 回路部品
38 位置検出センサ
40 モータ駆動装置
41 回転制御部
42 インバータ
43 回転位置検出部
50 電源端子
51 電圧測定部
52 過電圧判定部
53 タイマ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Brushless motor 11 Stator 12 Rotor 13 Circuit board 14 Motor case 14a Case main body 14b Case lid 15 Stator core 16, 16U, 16V, 16W Winding 16a Lead wire 17 Rotor frame 18 Permanent magnet 19 Bearing 20 Rotating shaft 21 Support member 31 Circuit Component 38 Position detection sensor 40 Motor drive device 41 Rotation control unit 42 Inverter 43 Rotation position detection unit 50 Power supply terminal 51 Voltage measurement unit 52 Overvoltage determination unit 53 Timer

Claims (8)

巻線を巻回したステータと前記ステータに対向して回転自在に配置されたロータとを含むモータに対し
上位器からの所定の指令回転数に従って前記モータを駆動制御する回転制御手段と、
前記モータに供給される電源の電圧を測定する電圧測定手段と、を備え、
前記回転制御手段は、前記電圧測定手段で測定した電圧が第1の所定の電圧以上のとき、前記モータを前記指令回転数より多い所定の回転数に変更して駆動するモータ駆動装置であって、
さらに、前記ロータの回転位置を検出し、前記回転制御手段へ通知する回転位置検出手段と、
前記電圧測定手段で測定した電圧が前記第1の所定の電圧以上になった時点から、所定の時間まで時間の計測を行う回転増加時間計測手段と、を備え、
前記回転制御手段は、前記回転増加時間計測手段での計測時間が前記所定の時間に達すると、所定の期間、前記所定の指令回転数に従って前記モータを駆動制御し、
また、前記回転位置検出手段で検出した回転位置を基に実際に駆動している実回転数を求め、前記実回転数をモータ駆動装置の外部にある前記上位器へ通知することを特徴とするモータ駆動装置。
Against the motor including a rotor that is rotatably disposed opposite to the stator and the stator winding a winding wire,
Rotation control means for driving and controlling the motor according to a predetermined command rotational speed from the host device;
Voltage measuring means for measuring the voltage of the power supplied to the motor ,
Said rotation control means, the voltage when the voltage measured by the measuring means is greater than or equal to the first predetermined voltage, changes to drive to makes the chromophore at the distal end over motor drive said motor at a predetermined rotational speed higher than the command rotation speed Because
Further, a rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor and notifying the rotational control means,
Rotation increasing time measuring means for measuring time from a time point when the voltage measured by the voltage measuring means becomes equal to or higher than the first predetermined voltage, to a predetermined time,
The rotation control means, when the measurement time in the rotation increase time measurement means reaches the predetermined time, drives and controls the motor according to the predetermined command rotational speed for a predetermined period,
Further, the actual rotational speed that is actually driven is obtained based on the rotational position detected by the rotational position detecting means, and the actual rotational speed is notified to the host device outside the motor drive device. Motor drive device.
巻線を巻回したステータと前記ステータに対向して回転自在に配置されたロータとを含むモータに対し
上位器からの所定の指令回転数に従って前記モータを駆動制御する回転制御手段と、
前記モータに供給される電源の電圧を測定する電圧測定手段と、を備え、
前記回転制御手段は、前記電圧測定手段で測定した電圧が第1の所定の電圧以上のとき、前記モータを前記指令回転数より多い所定の回転数に変更して駆動するモータ駆動装置であって、
さらに、前記ロータの回転位置を検出し、前記回転制御手段へ通知する回転位置検出手段と、
前記電圧測定手段で測定した電圧が前記第1の所定の電圧以上になった時点から、所定の時間まで時間の計測を行う回転増加時間計測手段と、を備え、
前記回転制御手段は、前記回転増加時間計測手段での計測時間が前記所定の時間に達す
ると、所定の期間、前記所定の指令回転数に従って前記モータを駆動制御し、
また、 前記回転制御手段は、前記所定の指令回転数と異なる回転数で前記モータを駆動制御している間は、前記所定の指令回転数をモータ駆動装置の外部にある前記上位器へ通知することを特徴とするモータ駆動装置。
Against the motor including a rotor that is rotatably disposed opposite to the stator and the stator winding a winding wire,
Rotation control means for driving and controlling the motor according to a predetermined command rotational speed from the host device;
Voltage measuring means for measuring the voltage of the power supplied to the motor ,
Said rotation control means, the voltage when the voltage measured by the measuring means is greater than or equal to the first predetermined voltage, changes to drive to makes the chromophore at the distal end over motor drive said motor at a predetermined rotational speed higher than the command rotation speed Because
Further, a rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor and notifying the rotational control means,
Rotation increasing time measuring means for measuring time from a time point when the voltage measured by the voltage measuring means becomes equal to or higher than the first predetermined voltage, to a predetermined time,
The rotation control means reaches the predetermined time measured by the rotation increase time measuring means.
Then, for a predetermined period, the motor is driven and controlled according to the predetermined command rotational speed,
Further, the rotation control means notifies the predetermined command rotational speed to the host device outside the motor drive device while controlling the drive of the motor at a rotational speed different from the predetermined command rotational speed. The motor drive device characterized by the above-mentioned.
前記回転制御手段は、前記電圧測定手段で測定した電圧が前記第1の所定の電圧以上のとき、前記電源の電圧の上昇が下降に転じるまで所定の時間間隔で所定の増加量毎に回転数を増加させることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ駆動装置。 Said rotation control means when the voltage measured by the voltage measuring means is equal to or greater than the first predetermined voltage, the rotation speed every predetermined increment at predetermined time intervals until the increase in the voltage of the power supply starts to descend the motor drive device according to claim 1 or 2, characterized in that to increase. 前記電圧測定手段で測定した電圧が前記第1の所定の電圧以上になるまで、または、所定の電圧以上になったあとの所定の時間単位の上昇率が高い場合は前記所定の増加量を多く設定し、前記時間単位の上昇率が低い場合は前記所定の増加量を小さく設定することを特徴とする請求項に記載のモータ駆動装置。 The predetermined amount of increase is increased until the voltage measured by the voltage measuring means is equal to or higher than the first predetermined voltage or when the rate of increase in a predetermined time unit after the voltage exceeds the predetermined voltage is high. 4. The motor drive device according to claim 3 , wherein the motor drive device is set and the predetermined increase amount is set small when the rate of increase in the time unit is low. 前記回転制御手段は、前記電圧測定手段で測定した電圧が前記第1の所定の電圧と同じまたはそれより低い第2の所定の電圧を下回ると、前記モータを前記所定の指令回転数に従った通常の駆動制御に戻すことを特徴とする請求項からのいずれか1つに記載のモータ駆動装置。 When the voltage measured by the voltage measuring unit falls below a second predetermined voltage that is the same as or lower than the first predetermined voltage, the rotation control unit causes the motor to follow the predetermined command rotational speed. The motor drive device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the motor drive device is returned to normal drive control. 前記回転制御手段は、前記電圧測定手段で測定した電圧が前記第1の所定の電圧より高い第3の所定の電圧以上の時、前記モータの駆動を停止することを特徴とする請求項からのいずれか1つに記載のモータ駆動装置。 Said rotation control means when the voltage measured by the voltage measuring means is equal to or higher than the first higher than the predetermined voltage the third predetermined voltage, claim 1, characterized in that stops driving of said motor The motor driving device according to any one of 5 . 請求項1からのいずれか1つに記載のモータ駆動装置が備える手段を実行できることを特徴とするモータ駆動方法。 A motor driving method characterized in that the means included in the motor driving device according to any one of claims 1 to 6 can be executed. 請求項1からのいずれか1つに記載のモータ駆動装置を内蔵または一体化したことを特徴とするブラシレスモータ。 A brushless motor, wherein the motor driving device according to any one of claims 1 to 7 is incorporated or integrated.
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